JP2764739B2 - 開度計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば河川等の水位調節用ゲート（以下
水門とよぶ）等においてその水門の開度量を指示する開
度計に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、例えば河川等にあっては、水量の変化を最小限
に抑え、できるだけ水位を一定に維持し、台風や集中豪
雨の際に増水して洪水が発生するのを防止する等の目的
で、水門を取付けたところがある。この水門には、例え
ば水位に応じて開度量を調節するため、モータの駆動力
によってドラムを回転し、そのドラムと水門との間に連
結された巻上ロープを巻き上げ若しくはほどくことによ
り、水門を昇降させるように構成される水門巻上機が備
えられている。また、この水門には、例えば第５図に示
すように、その水門巻上機の水門100巻上動作に連動
し、水門100と接続されたワイヤ101をドラム102によっ
て巻き上げ、そのときのドラム102の回転量をシンクロ
発信器103によって検出すると共にシンクロ受信器104に
電気信号として出力し、その後これを目盛板105上で指
針106によって指示するようにした開度計が知られてい
る。

ところで、このような構成の開度計にあっては、水門
の揚程が長くなると、どうしてもドラムに巻装されるワ
イヤは何段か上に積み上げていくようになるため、第６
図に示すようにワイヤの移動量とドラムの回転量とは単
純な比例一次の関係にならず誤差が生じてくる。そこ
で、例えばドラムへ巻装するワイヤの段巻数に応じて目
盛板上に刻設した目盛を不等分にする等の段巻補正が行
なわれている。

また、この開度計には、例えば第７図に示すように、
シンクロン発信器107内にワイヤ段巻数に応じて補正用
ギア108a〜108cとクラッチ109a〜109cとを設けると共に
カム110とマイクロスイッチ111a〜111cを設け、各ワイ
ヤ段巻数をカム110によって機械的に検出するとマイク
ロスイッチ111a〜111cが断接されそれに応じたクラッチ
109a〜109cが断接されてギア比が変更され、これによっ
てドラム102に段巻されるワイヤの巻取径の補正が行わ
れるものが知られている。

さらに、またこのような開度計には、例えば第８図に
示すように、シンクロ発信器103から出力されるドラム1
02回転量に応じた検出信号をシンクロ／デジタル変換器
（以下これをS/D変換器と略す）にてデジタル進極に変
換し、このデジタル信号を予め各段巻毎に段巻補正され
たデータを書き込んであるROM（リード・オンリ・メモ
リ）等のアドレスに入力し、これによって誤差を補正す
るようにしたものが知られている。即ち、このような開
度計は、ドラムの回転量に対応したS/D変換からデジタ
ル信号が出力されると、そのデジタルを入力したROM等
からそのデジタル信号に対応した段巻補正されたデー
タ、つまりワイヤ移動量（開度量）についてのデジタル
信号が出力されるようになっており、先の２種の開度計
が機械的に補正するのに対しROM等を用いて電気的な補
正を行うようになっている。

〔解決しようとする課題〕

しかしながら、先のような各種開度計にあっては、そ
の段巻補正の方法として、使用するドラムの直径，ワイ
ヤの径，ドラムへのワイヤ巻数，ドラムへのワイヤ巻装
時の段巻数などをパラメータとして用い、これによって
ドラム回転量とゲート開度量との関係を予め導出させて
いる。即ち、このような開度計は、使用するワイヤ，ド
ラム等の寸法に基づきその表示する目盛やギア比或いは
ROMに記憶される数値等が既に固有に決定されており、
予め工場等で設計・製造されている。このような事情か
ら、現地で設置する際に、設定値と誤差が生じているよ
うな場合に簡単に調整することができず問題になってお
り、汎用性にも乏しいものである。

そこで、この発明は、上記した従来の欠点に鑑み、現
地調整が可能で、汎用性の高い開度計を提供することを
目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

即ち、この発明は、一端側がゲート側に接続されたワ
イヤ等の線材と，この線材を巻取る巻取ドラムと，この
巻取ドラムの絶対回転角を電気的に検出する検出手段
と，この検出手段から出力される信号に基づいてゲート
の開度量を表示する表示器とを備えた開度計において、
前記巻取ドラムの直径，巻取ドラムの巻取幅，線材巻層
数，線材径等のパラメータに基づいて線材の巻取量を自
動的に算出・補正するために所定の演算式を記憶したRO
M及びCPUを有すると共に、前記巻取ドラムの直径，巻取
ドラムの巻取幅，線材の直径等のデータを記憶するRAM
を有し、かつ、そのRAMに情報を変更して随時入力する
設定器を有するものである。

〔作用〕

この発明の開度計は、巻取ドラムの回転量を検出手
段、例えばシンクロ発信器で検出し、そのシンクロ発信
器から出力されるシンクロ信号を例えばS/D変換器によ
ってシンクロデジタル信号に変換し、その巻取ドラムの
回転量を電気的信号に変換させたシンクロデジタル信号
を演算手段、例えばMPUに出力すると、そのMPUが予め使
用する巻取ドラムやワイヤ等の線材についての各種デー
タを記憶した記憶手段、例えばRAMと所定の演算式を記
憶したROM等とを用いて所定の演算を行い、例えば現在
巻取ドラムの回転量が所定値にあるとそれに応じてワイ
ヤ等の線材が現在巻取ドラムの第何段回の第何巻目であ
るかを算出し、それに応じて段巻補正されたゲートの開
度量がそのMPUによって逐次演算される。

また、この発明の開度計は、例えば使用する巻取ドラ
ムやワイヤ等の線材を変更するときには、それらの巻取
ドラムの寸法や線材等の寸法を変更して設定器に入力さ
せるだけで、それらのデータに基づいて演算手段が自動
的に段巻補正を行ないながら開度量を演算する。

〔実施例〕

以下この発明の一実施例について添付図面を参照しな
がら説明する。

第１図はこの発明に係る開度計を示すものであり、こ
の開度計は、線材１と，巻取ドラム２と，シンクロ発信
器３と,S/D変換器４と，マイクプロセッサ５と，設定器
６と，バイナリ/BCDコード変換器７と，表示器９とから
構成されている。

なお、図中符号10は水門を示すものである。

線材１は、従来と同様の、例えば第２図に示すよう
に、一定径ｒを有するワイヤ、ピアノ線等が使用されて
おり、一端側が水門10に他端側が巻取ドラム２に夫々固
着されている。

巻取ドラムは、水門10の昇降動作に応じて図示外のモ
ータの駆動力によって回転しながらワイヤ等の線材１を
巻装し、或いは解くようになっており、これによって常
時線材１が緊張状態に保持されるようになっている。そ
して、この実施例の巻取ドラム２は、ワイヤ等の線材１
を巻装させる巻取部2aの外径寸法がＤに、また巻取部2a
の巻装幅寸法がＷに設定されており、水門の昇降が比較
的高揚程長の場合には線材１を何段かの層状に巻装（段
巻き）させるようになっている。即ち、この巻取ドラム
２は、線材１が巻取部2aに１回目からｎ回目まで巻装さ
れている間は１段巻きの状態になり、巻取部2aに（ｎ＋
１）回目から（2n−１）回目まで巻装されている間は２
段巻きの状態になるというような状態で第１表に示すよ
うに線材巻装回数に応じて段巻き数が予め決定されてい
る。

シンクロ発信器３は、巻取ドラム２の回転数の検出手
段として用いられており、検出した回転数を電気的な検
出信号つまりシンクロ信号として出力するようになって
いる。

S/D換算器４は、シンクロ発振器３から出力される巻
取ドラム２の回転数対応したシンクロ信号をシンクロ／
デジタル信号に変換するためのものであり、従来と同様
のものが用いられている。

マイクロプロセッサ（以下MPUと略す）５は、各種場
所への設置に先立って、使用する巻取ドラム２の巻取部
2aの外径寸法D,巻取部2aの巻取幅Ｗ及び線材１の直径ｄ
等のデータを後に説明する設定器６に入力すると、これ
らのデータと、S/D変換器４から出力される巻取ドラム
２の回転数ｎ、つまり巻取ドラム２に巻取られる線材１
の巻数ｎに応じたシンクロデジタル信号と、予め設定さ
れた演算式とによって段巻補正された水門開度量が逐一
算出されるようになっており、第３図に示すようにCPU1
3とROM12とを有する構成となっている。CPU13は、ROM12
に記憶されている所定の演算式を用いて各種入力されて
いるデータに応じて正確な水門開度量を算出するように
なっており、先の各種データを記憶するためのRAM（図
略）を有している。

次に、この水門開度量を算出するために使用する演算
式について第４図を参照しながら説明する。なお、ここ
では説明を簡単にするため、線材１の巻取部2aへの段巻
数Ｎを最大３段とする。

（ｉ）段巻数Ｎが１段の場合 （ｎ・ｄ≦Ｗのとき） ゲート開度量Ｈは次の演算式 Ｈ＝２πＤ・ｎ ……（イ） ら算出できる。

（ii）段巻数Ｎが２段の場合 （Ｗ＜ｎ・ｄ＜2Wのとき） ゲート開度量Ｈは、第２段目の線材１の巻取半径が第
１段目より 増大するため、次の第２演算式 から算出される。

（iii）段巻数Ｎが３段の場合 （2W＜nd≦3Wのとき） ゲート開度量Ｈは、第３段目の線材１の巻取半径が第
１段目より 増大するため、次の第３演算式 から算出される。

なお、この実施例では、最大巻段数を３段として３種
類の演算式を使用しているが、勿論これに限定されるも
のではなく、その演算式も巻取ドラムに巻装する線材の
巻装方法によって種々のものが使用可能である。

設定器６は各水門に取付ける開度計によって異なる開
度量算出に必要な各種パラメータをその取付けるものに
応じて予め設定して、MPU5内のRAMに入力させると共
に、それらの情報を必要に応じて修正させるためのもの
である。

即ち、この実施例の設定器６としては、各演算式
（イ）〜（ハ）に用いられる各種パラメータのうち、３
つ、つまり巻取ドラム２の巻取部2aの直径、巻取ド
ラム２の巻取幅Ｗ、線材１の直径ｄの各寸法を使用す
るものに応じて入力させるよう、３種類のデシタルスイ
ッチが設けられた構成となっている。なお、各演算式
（イ）〜（ハ）に用いられているパラメータのうちｎ、
つまり回転ドラム２の回転数（＝線材１の回転ドラム２
への巻数）については、シンクロ発振器３が検出しそれ
に応じて出力するシンクロデジタル信号に基づいてMPU5
側で自動的に算出するようになっている。

バイナリ/BCDコード変換器７は、純２進数（バイナリ
コード）を10進化２進数（BCDコード）に変換させるた
めのものであり、従来と同様のものが使用されており、
入力側がMPU5のCPU13に出力側に接続されていると共に
出力側が表示器９に接続されている。

表示器９は、B/B変換器７から出力されるBCD信号によ
って現在の水門の開度量を数字にて表示するものであ
り、この実施例ではBCD信号によって駆動されて段巻補
正された正しい開度量を表示するLED表示器が使用され
ている。

従って、この実施例の開度計によれば、設置するのに
先立って使用する巻取ドラム２や線材１の固有寸法に応
じそれらのデータを設定器６により設定・入力するよう
になっており、これによってMPU5がそれらのデータに基
づいて所定の演算を行い段巻補正がなされた正確な水門
の開度量を算出・表示することができる。

また、この実施例の開度計によれば、現地での設置の
際に設定値との間で誤差が生じていても、設定器６によ
って簡単に修正を行うことができる。

〔効果〕

以上説明してきたように、この発明に係る開度計によ
れば、予め使用する巻取ドラムや線材の各寸法に応じた
データを記憶手段に記憶させておくだけでシンクロ発信
器の検出手段から巻取ドラムの回転量についての情報を
もたらす信号と、さきの記憶されたデータと，さらに予
め記憶手段に記憶されている段巻補正がなされた演算式
とに基づいて、演算手段が遂一演算を行い段巻補正され
た現在の水門開度量を自動的に算出し表示するようにな
っているため、各種異なる寸法の巻取ドラムや線材につ
いても自由に適用させて使用でき、汎用性が高まる。

また、この発明に係る開度計によれば、設定器により
巻取ドラムや線材の各種部位の寸法を自由に入力させる
ことができるため、現場での設置の際に設計値とズレを
生じていても直ちにその場で簡単に修正でき、実用上大
きな効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る開度計の構成を示すブロック
図、第２図は巻取ドラムに段巻きされた状態の線材を示
す説明図、第３図はこの発明に係る開度計に備えたMPU
を示す構成図、第４図は各段巻きされた線材の巻取半径
を導出するための説明図、第５図は従来の開度計を示す
構成図、第６図は従来の開度計にて発生する誤差を説明
するため、ドラム回転量とワイヤ移動量との関係を示す
グラフ、第７図は従来の他の開度計を示す構成図、第８
図はさらに従来の他の開度計を示す構成図である。 10……ゲート、 １……線材、 ２……巻取ドラム、 ３……（検出手段）シンクロ発信器、 ９……表示器、 12……ROM、 13……CPU、 ６……設定器。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端側がゲート側に接続されたワイヤ等の
   線材と，この線材を巻取る巻取ドラムと，この巻取ドラ
   ムの絶対回転角を電気的に検出する検出手段と，この検
   出手段から出力される信号に基づいてゲートの開度量を
   表示する表示器とを備えた開度計において、 前記巻取ドラムの直径，巻取ドラムの巻取幅，線材巻層
   数，線材径等のパラメータに基づいて線材の巻取量を自
   動的に算出・補正するために所定の演算式を記憶したRO
   M及びCPUを有すると共に、 前記巻取ドラムの直径，巻取ドラムの巻取幅，線材の直
   径等のデータを記憶するRAMを有し、かつ、 そのRAMに情報を変更して随時入力する設定器を有する ことを特徴とする開度計。